非均匀电介质边缘效应的研究

论述了非均匀电介质中电极边缘电场强度的理论和计算方法,表明如果材料介电常数随着接近电极边缘而增大,非均匀电介质电场强度增益系数会大大低于均匀电介质电场强度的增益系数.非均匀电介质材料影响空间测量特性和电场对称性,以致在非均匀电介质中采用平面电极设计得到电场强度的分布规律类似于均匀电介质非对称装置中电场强度的分布.     

矩形压缩谐振腔内基底对电场影响的仿真模拟

针对微波等离子体化学气相沉积金刚石过程中,矩形谐振腔中激发的等离子体稳定性和均匀性差的问题,提出通过用Ansoft软件对矩形压缩谐振腔进行模拟计算来优化设计谐振腔的方法．模拟中,假设除了微波输入端口以外,所有的边界都定义为理想电导体;微波能以平面波的形式,通过矩形波导被耦合到微波谐振腔内;再用高频结构仿真器联合求解满足模型条件的麦克斯韦方程组,得出谐振腔中的电场分布结果．分别模拟了基底深入谐振腔内高度为1．5、2、2．5、3、4mm和基底半径为11、13、15、17mm时,腔体内的电场分布．数值模拟结果表明,压缩谐振腔内的最大电场强度为817V／m左右,较压缩之前的电场强度增高了近一倍,且基底深入谐振腔高度为2mm,基底半径为13mm左右时,装置内电场强度较集中．     

数值仿真注塑充模过程

使用CFD软件Polyflow,数值研究了注塑机注射充模过程中模具型腔内聚丙烯熔体的二维非等温流场,分析了不同时刻模具型腔内熔体的速度、压力、温度和剪切速率分布。研究结果表明,在充模过程中流场的各个物理量变化比较均匀,在流动前沿温度较高、压力最小。在充填过程的不同时刻,随着时间的增加,熔体的平均压力不断升高、平均温度不断降低。不同熔体的注射温度影响模具型腔内熔体的流场。较高的注射温度升高熔体平均温度,减低模腔熔体的平均压力,使熔体的粘度降低,改善熔体的流动性。研究结果对注塑机模具的设计和注射充模工艺参数的选择有一定的理论指导意义。     

110 kV线路雷击闪络限制器安装方式对玻璃绝缘子电场分布的影响

110 kV线路雷击闪络限制器有2种典型安装方式:下放电电极位置低于均压环和高于均压环,根据雷击闪络限制器的2种安装方式,建立110 kV同塔双回输电线路有限元计算模型,研究雷击闪络限制器的2种安装方式对玻璃绝缘子串和均压环电场分布的影响。结果表明,下放电电极低于均压环的安装方式降低了沿玻璃绝缘子串的电压及电场强度分布的均匀性,而下放电电极高于均压环的安装方式提高了沿玻璃绝缘子串的电压及电场强度分布的均匀性;雷击闪络限制器的2种安装方式均使均压环表面的电场强度有所减小。建议在玻璃绝缘子安装雷击闪络限制器时,使雷击闪络限制器下放电电极的位置高于均压环。     

辐射交联对乙烯-醋酸乙烯共聚物微孔发泡性能的影响

以乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为原料,采用电子束辐射交联技术对其进行辐照交联,以氮气(N_2)为发泡剂,采用间歇式的物理发泡工艺对其进行发泡。研究了辐射剂量、发泡温度对EVA微孔发泡性能的影响。结果表明:随着辐射剂量的增加,EVA发泡材料的交联密度增加;拉伸强度和硬度增大,拉断伸长率、发泡倍率、回弹性和压缩永久变形减小;在相同辐射剂量下,随着发泡温度的升高,发泡材料的拉伸强度和硬度减小,拉断伸长率、发泡倍率、回弹性和压缩永久变形增加。通过扫描电镜观察,随着辐射剂量的增加,发泡材料的泡孔尺寸减小,泡孔均匀性变差;且随着发泡温度的增加,发泡材料的泡孔尺寸增大,泡孔均匀性变好。     

微波能场均匀性调控及其对复合材料温度场分布的影响研究（英文）

微波加热技术凭借选择性加热、节能、高效等一系列优点成为目前复合材料成型领域的研究热点之一。然而,谐振腔内电场的不均匀分布将会引起复合材料构件的加热不同步,导致固化后构件的严重变形和质量缺陷,是制约该工艺广泛工程化应用的主要瓶颈。本文联合非线性电磁本构和功率流密度函数,查明了复合材料构件微波加热过程中电场均匀性与温度场分布之间的关联关系;结合有限元仿真技术,揭示了多种调控方式,例如微波激励源的设置、模式搅拌器的引入、载物平台的相对移动等对电场分布均匀性的作用机制;基于自主研发的微波加热均匀性调控设备,开展系列性实验探究了不同调控模式下复合材料构件温度场分布的演变规律,为仿真分析提供了数据支撑;最后,深入分析了固化过程中温度场分布均匀性对复合材料性能的影响。     

二维微流道电渗-压力驱动流流动特性解析解分析

用Poisson-Boltzmann (P-B)方程、外加电场的Laplace方程和描述电渗-压力驱动流流场分布的N-S方程,求解了电渗-压力驱动流流场的无量纲速度的近似解析解,以及电渗-压力驱动流与压力驱动流壁面剪切力比.定量研究不同电荷浓度、外加电场强度、zeta电势以及单位压降对流场无量纲速度分布的影响。研究表明:对于在较低雷诺数下的微细流道内流动,双电层的电粘效应确实可以引起壁面剪切应力的增大,随着沿程压降的增大,电粘效应的重要性相对减小,但仍然对流动具有较大影响,双电层电粘效应的存在是微细管道内流动特性与传统理论存在差异的原因之一。     

SO_2在放电电场中的电迁移特性研究

研究了SO2在放电电场中形成负离子的机制和电迁移特性和规律.试验证明SO2在放电电场中具有电迁移的能力,其迁移能力随电场强度的增加、放电区长度的增加而增加;放电电场之后的辅助匀强电场有助于改善SO2的电迁移效果;由电迁移产生的脱硫效率增量可达40%.     

搅拌模型下矿物的微波加热温升特性研究

为探讨复合矿物的微波加热机制,使用COMSOL Multiphyics软件,基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法建立起环绕式微波加热模型来开展对不同组分结构和占比的复合矿物模型的温升特性研究.研究结果表明：相比于无搅拌加热模型,在铜片长度为5 cm,转速为(π/3) rad/s的环绕式模型中,矿物加热的效率更高,温度分布更均匀;复合矿物组分结构的变化会改变电磁波的分布,黄铁矿包裹方解石模型的微波加热效率低于方解石包裹黄铁矿模型;在黄铁矿包裹方解石模型中,黄铁矿厚度变化会引起电磁波相位变化,使得矿内电场热点和冷点偏移,并且其厚度大小在穿透深度前后对比,射入的电磁波强度差距较大,电场强度有显著差异;相同组分占比下,非均质矿物整体的电场模比复合均质矿物更低更稳定,组分间的电场强度更为接近;随着黄铁矿占比的增加,非均质矿物整体在微波加热30 s后的温度变化可分为小波峰区(0～10%)、大波峰区(10%～50%)、平稳区(50%～75%),组分间的温差逐渐变小.     

双层桨搅拌槽内局部气液分散特性研究

采用电导电极探针法对双层组合桨搅拌槽内局部气含率分布规律进行了研究.结果表明,在槽底区和叶轮区,局部气含率沿径向分别增加和减小;而在其他区域,局部气含率沿径向先增加后减小.随着通气量的增加,槽内大部分区域的局部气含率增加,槽底区的局部气含率减小;随着搅拌转速的增加,上循环区局部气含率基本不变,其他区域的局部气含率增加.采用标准方差法对局部气含率分布的均匀性进行了分析.随着通气量的增加,搅拌槽内局部气含率分布均匀性减小,但减小的趋势变缓,并最终趋于不变.随着搅拌转速的增加,局部气含率分布均匀性增加,达到一定搅拌转速后趋于不变.实验回归了大通气量下平均气含率随通气量和单位体积液体功率消耗的关联式.